Исследователям Фрайбургского университета удалось описать, как так называемые белки бета-бочонка встраиваются в мембрану митохондрий. Белки позволяют электростанциям клеток импортировать и экспортировать молекулы. С этим открытием команда под руководством профессора доктора Нильса Видеманна и профессора доктора Николауса Пфаннера в сотрудничестве с группой профессора доктора Каролы Ханте смогла прояснить фундаментальный вопрос биохимии белка. Европейский исследовательский совет (ERC) финансировал исследование с помощью гранта Consolidator. Ученые опубликовали свои выводы в журнале Science.
Митохондрии, также известные как электростанции клеток, содержат примерно 1000 белковых молекул, которые транспортируются из цитозоля. Для этого в его наружной мембране имеются каналы импорта белков, состоящие из молекул бочкообразной структуры, так называемые бета-бочковые белки. В митохондриях энергия питательных веществ используется для производства молекулы клеточной энергии аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ транспортируется через дополнительные бочкообразные поры через наружную мембрану митохондрий в цитозоль, который питает жизнь клеток человека.
Около тридцати лет назад группа под руководством профессора доктора Георга Шульца из Фрайбургского университета выяснила структуру мембранных белков бета-ствола: нити белков, вытянутые в противоположных направлениях, образуют листы, образующие полый цилиндр. объединением первой и последней нити. С тех пор встал вопрос, как этот класс образующих каналы белковых молекул встраивается в биологические мембраны. Впоследствии в митохондриальной наружной мембране был идентифицирован механизм сортировки и сборки (SAM), который необходим для встраивания бочкообразных белков. Sam50 - это название центральной субъединицы SAM, отвечающей за образование белков бета-бочонка. Это отправная точка текущего исследования: д-р Александра Хёр экспериментально доказала, что последняя цепь нового белка вводится между первой и последней цепями бета-ствола Sam50, с которого начинается вставка мембраны. Вместе с Кэролайн Линдау она показала, что новые пряди нового бета-ствола ввинчиваются по частям в боковое отверстие Sam50 до тех пор, пока новый полный канал не выйдет в мембрану.
Поскольку митохондрии и фотосинтезирующие хлоропласты произошли от общих бактериальных предков, исследование не только способствует лучшему пониманию формирования и функционирования клеточных электростанций, но также дает новое представление о формировании хлоропластов и бактерий..